超聲場(chǎng)中電沉積Co基合金鍍層及相關(guān)工藝參數(shù)預(yù)測(cè)模型的建立.pdf

1、金屬Cr鍍層由于其耐磨損、耐腐蝕、硬度高,從而備受人們青睞。但電沉積Cr過程中存在的Cr6+對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重,使得其應(yīng)用受到限制。因此,尋找一種可替代金屬Cr且各性能優(yōu)異的合金鍍層得到了業(yè)界廣泛關(guān)注。在此背景下,本文以超聲場(chǎng)電沉積Co基合金及其工藝優(yōu)化為研究主題,以期制備出新型“替代 Cr鍍層”。主要工作有:首先,分別在不同條件下電沉積制備Co-Ni和Co-W兩種合金鍍層,并通過SEM和XRD分析合金鍍層的表面形貌、元素組成和相結(jié)構(gòu);而后

2、,測(cè)量鍍層的表面硬度,并通過測(cè)試合金鍍層的極化曲線及交流阻抗表征樣品的耐蝕性;最后,在電沉積工藝參數(shù)和合金鍍層性能之間建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,以預(yù)測(cè)不同工藝參數(shù)下所制備的合金鍍層的性能以及在指定性能指標(biāo)下對(duì)應(yīng)的電沉積工藝參數(shù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)比靜態(tài)和超聲場(chǎng)輔助下電沉積Co-Ni合金鍍層的影響。結(jié)果表明；Co-Ni合金鍍層的Co含量和晶粒尺寸隨沉積電流密度的升高而降低,超聲場(chǎng)輔助電沉積促進(jìn)Co-Ni合金鍍層中Co含量和晶

3、粒尺寸的進(jìn)一步降低；相比靜態(tài)作用下Co-Ni合金鍍層表面出現(xiàn)的裂痕及凸起,超聲場(chǎng)輔助下合金鍍層表面更加平整；超聲場(chǎng)有助于提高合金的硬度及耐蝕性。⑵超聲場(chǎng)頻率對(duì)電沉積Co-Ni合金鍍層的影響。結(jié)果表明：隨超聲場(chǎng)頻率的增加合金鍍層中Ni含量及晶粒尺寸隨之降低；合金鍍層的硬度隨頻率的增大而增大,但當(dāng)頻率達(dá)到120kHz時(shí),即晶粒尺寸最小時(shí),合金鍍層的硬度反而出現(xiàn)了下降的情況；合金鍍層的耐蝕性與超聲場(chǎng)頻率并非簡(jiǎn)單的正、負(fù)相關(guān)關(guān)系。最終在頻率為5

4、5kHz的條件下獲得耐蝕性最優(yōu)的合金鍍層。⑶超聲場(chǎng)功率對(duì)電沉積Co-W合金鍍層的影響。結(jié)果表明：隨著超聲場(chǎng)功率的升高,合金鍍層中W含量隨之增加,鍍層中晶粒不斷細(xì)化；超聲場(chǎng)功率為130 W時(shí),Co-W合金鍍層的硬度最大；超聲場(chǎng)功率為100W時(shí),合金鍍層在3.5wt.％NaCl溶液中的耐蝕性最強(qiáng)。⑷BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)。在電沉積工藝參數(shù)與合金鍍層的性能之間建立單層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,將不同電流密度及超聲場(chǎng)頻率下制備的不同硬度及不同Ni含量的合